CN106735336A - 机床主轴模块 - Google Patents

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殷忠和
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及机床技术领域，尤其是一种机床主轴模块，包括箱体及转动安装在箱体内的主轴，主轴的前端及后端与箱体之间均设置有轴承，主轴的中间部位固定有从动轮，箱体上位于主轴的侧方转动设置有传动轴，传动轴的一端固定有皮带轮，另一端固定有主动轮，主动轮与从动轮传动连接，本发明打破了传统车床主轴结构的限制，把主轴上零件集约为一个整体模块，有利于规模化制造，具备便于装配维护、精度高、刚性好、承载能力强、响应快速及噪音低等优点；通过将外部动力从主轴的中间部位输入，减少了主轴的扭曲变形力，降低了对主轴的刚性要求，提高主轴的回转精度及使用寿命，从动轮与主动轮的传动连接还能提供一定的减速比，扩大输出转矩。

Description

机床主轴模块
技术领域
本发明涉及机床技术领域，尤其是一种机床主轴模块。
背景技术
主轴模块结构部件是数控机床上必备关键核心部件之一，是数控机床的心脏，外部主电机通过带传动的方式将外部动力传递给机床的主轴，实现主轴的旋转切削功能，现有的主轴模块，其主轴一般为一端连接动力，另一端连接动力卡盘，主轴容易发生扭曲变形，导致主轴发生偏心转动，影响零件的加工精度，通过主轴后端带传动的主传动主要应用于转速较高、变速范围不大的机床。由于动力源存在径向力(带拉力)作用在主轴后轴承的后端，使主轴产生内应力变形，使主轴回转精度受到影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中主轴模块其主轴的两端分别连接动力输入和动力卡盘，导致主轴容易发生扭曲变形的问题，现提供一种机床主轴模块，可适用于数控立式车床、数控车床、钻床、铣床等。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机床主轴模块，包括箱体及转动安装在箱体内的主轴，所述主轴的前端及后端与箱体之间均设置有轴承，所述主轴的中间部位固定有从动轮，所述箱体上位于主轴的侧方转动设置有传动轴，所述传动轴的一端固定有皮带轮，另一端固定有主动轮，所述从动轮为大锥齿轮，所述主动轮为小锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合，大锥齿轮与小锥齿轮的大传动比降速，扩大输出转矩，可以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。。
本方案中通过将外部动力从主轴的中间部位输入，减少了主轴的扭曲变形力，减小了外部动力源与主轴传动时所存在的径向力(拉力)对主轴的影响，降低了对主轴的刚性要求，提高主轴的回转精度及使用寿命，从动轮与主动轮的传动连接还能提供一定的减速比，同时主轴及传动轴集成在箱体内，有利于规模化制造，具备便于装配维护、精度高、刚性好、承载能力强、响应快速及噪音低等优点；其中，中间部位带有从动轮的主轴，通过主动轮与从动轮传动比降速，扩大输出转矩，可以满足主轴低速时对输出转矩特性的要求。
优选地，所述小锥齿轮与传动轴一体成型。
进一步地，所述主轴后端与箱体之间的轴承为后轴承，后轴承轴向定位在箱体上，所述后轴承为圆锥滚子轴承。
主轴与前轴承一般都为过盈配合，在主轴高速运转时会发热，主轴会变形向前延伸，如前轴承和后轴承都是固定的容易导致主轴发生抱死的问题，进一步地，所述主轴前端与箱体之间的轴承为前轴承，所述主轴的前端上固定有隔套，所述前轴承内圈的内端面抵在隔套上，所述主轴的前端螺纹连接有调整螺母，所述前轴承位于调整螺母与隔套之间，所述调整螺母的内侧端面与前轴承的外圈端面具有间隙，通过调整螺母可调节调整螺母与前轴承之间的间隙，当主轴发热时，主轴向前延伸，避免主轴的径向变形，确保主轴前端零件的加工精度，其中主轴向前延伸时，由于间隙的存在前轴承随主轴一并向前移动，主轴发热后，其变形一定是轴向延伸的而不会是径向延伸的。因主轴的长径比大，热变形延伸一般都是轴向的。
进一步地，所述箱体内位于前轴承的内侧卡设有挡圈，所述前轴承外圈的内侧抵在所述挡圈上，所述箱体的上通过螺钉安装有前端盖，所述调整螺母及主轴均穿过所述前端盖，所述前轴承的外侧抵在前端盖的内侧，主轴向前延伸时，前轴承的内圈随主轴一并向前移动。
为了提高防尘密封效果，进一步地，所述调整螺母的外侧具有盖帽，所述盖帽的内侧具有环形凸起，所述前端盖上开设有与环形凸起相匹配的环形凹槽，所述环形凸起位于环形凹槽内，所述调整螺母的外周面上开设若干迷宫槽。
进一步地，所述主轴上固定有防尘盖，所述前端盖的外侧端面位于防尘盖内。
进一步地，所述主轴的前端具有一前端大后端小的锥形段，所述前轴承套设在锥形段上，锥形段可提高主轴前端的强度，提高与前轴承的安装稳固型，便于前轴承安装与定位。
优选地，所述前轴承为双列圆柱滚子轴承。
本发明的有益效果是：本发明的机床主轴模块打破了传统车床主轴结构的限制，把主轴上零件集约为一个整体模块，有利于规模化制造，具备便于装配维护、精度高、刚性好、承载能力强、响应快速及噪音低等优点；通过将外部动力从主轴的中间部位输入，减少了主轴的扭曲变形力，降低了对主轴的刚性要求，提高主轴的回转精度及使用寿命，从动轮与主动轮的传动连接还能提供一定的减速比，扩大输出转矩。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明机床主轴模块的示意图；
图2是图1中A的局部放大示意图。
图中：1、箱体，2、主轴、2-1、锥形段，3、从动轮，4、主动轮，5、皮带轮，6、前轴承，7、后轴承，8、隔套，9、调整螺母，9-1、盖帽，9-2、迷宫槽，10、挡圈，11、前端盖，11-1、环形凹槽，12、防尘盖，13、平衡套，14、推力角接触轴承，15、轴承垫，16、卡盘，17、传动轴，18、连接盘。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1和2所示，一种机床主轴模块，包括箱体1及转动安装在箱体1内的主轴2，主轴2的前端固定有连接盘18及卡盘16，主轴2的前端及后端与箱体1之间均设置有轴承，主轴2的中间部位固定有从动轮3，箱体1上位于主轴2的侧方转动设置有传动轴17，传动轴17的一端固定有皮带轮5，另一端固定有主动轮4，主动轮4与从动轮3传动连接，外部主电机通过传动带与传动轴17的皮带轮5传动连接，传动轴17通过主动轮4与从动轮3的传动连接驱动主轴2转动并提供一定的减速比。
从动轮3为大锥齿轮，主动轮4为小锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合。
小锥齿轮与传动轴17一体成型，即传动轴17为锥齿轮轴。
主轴2后端与箱体1之间的轴承为后轴承7，后轴承7轴向定位在箱体1上，后轴承7为圆锥滚子轴承，大锥齿轮通过平衡套13轴向定位在主轴2上，平衡套13通过键在主轴2上径向定位，箱体1内位于主轴2的后端固定有轴承垫15，轴承垫15与平衡套13之间设置推力角接触轴承14，平衡套13的后端抵在推力角接触轴承14的前端，平衡套13的前端抵在主轴2的台阶面上，推力角接触轴承14的后端抵在轴承垫15的前端，大锥齿轮通过螺钉与平衡套13固定连接，以此实现大锥齿轮在主轴2上的固定。
主轴2前端与箱体1之间的轴承为前轴承6，主轴2的前端上固定有隔套8，前轴承6内圈的内端面抵在隔套8上，主轴2的前端螺纹连接有调整螺母9，前轴承6位于调整螺母9与隔套8之间，调整螺母9的内侧端面与前轴承6的外圈端面具有间隙，通过调整螺母9可调节调整螺母9与前轴承6之间的间隙，当主轴2发热时，主轴2向前延伸，避免主轴2的径向变形，确保主轴2前端零件的加工精度，其中主轴2向前延伸时，由于间隙的存在前轴承6随主轴2一并向前移动。
箱体1内位于前轴承6的内侧卡设有挡圈10，前轴承6外圈的内侧抵在挡圈10上，箱体1的上通过螺钉安装有前端盖11，调整螺母9及主轴2均穿过前端盖11，前轴承6的外侧抵在前端盖11的内侧，主轴2向前延伸时，前轴承6的内圈随主轴2一并向前移动。
调整螺母9的外侧具有盖帽9-1，盖帽9-1的内侧具有环形凸起，前端盖11上开设有与环形凸起相匹配的环形凹槽11-1，环形凸起位于环形凹槽11-1内，调整螺母9的外周面上开设若干迷宫槽9-2，迷宫槽9-2的截面呈三角形。
主轴2上固定有防尘盖12，前端盖11的外侧端面位于防尘盖12内。
主轴2的前端具有一前端大后端小的锥形段2-1，前轴承6套设在锥形段2-1上。
前轴承6为双列圆柱滚子轴承。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种机床主轴模块，其特征在于：包括箱体(1)及转动安装在箱体(1)内的主轴(2)，所述主轴(2)的前端及后端与箱体(1)之间均设置有轴承，所述主轴(2)的中间部位固定有从动轮(3)，所述箱体(1)上位于主轴(2)的侧方转动设置有传动轴(17)，所述传动轴(17)的一端固定有皮带轮(5)，另一端固定有主动轮(4)，所述从动轮(3)为大锥齿轮，所述主动轮(4)为小锥齿轮，大锥齿轮与小锥齿轮啮合。
2.根据权利要求1所述的机床主轴模块，其特征在于：所述小锥齿轮与传动轴(17)一体成型。
3.根据权利要求1所述的机床主轴模块，其特征在于：所述主轴(2)后端与箱体(1)之间的轴承为后轴承(7)，后轴承(7)轴向定位在箱体(1)上，所述后轴承(7)为圆锥滚子轴承。
4.根据权利要求1所述的机床主轴模块，其特征在于：所述主轴(2)前端与箱体(1)之间的轴承为前轴承(6)，所述主轴(2)的前端上固定有隔套(8)，所述前轴承(6)内圈的内端面抵在隔套(8)上，所述主轴(2)的前端螺纹连接有调整螺母(9)，所述前轴承(6)位于调整螺母(9)与隔套(8)之间，所述调整螺母(9)的内侧端面与前轴承(6)的外圈端面具有间隙。
5.根据权利要求4所述的机床主轴模块，其特征在于：所述箱体(1)内位于前轴承(6)的内侧卡设有挡圈(10)，所述前轴承(6)外圈的内侧抵在所述挡圈(10)上，所述箱体(1)的上通过螺钉安装有前端盖(11)，所述调整螺母(9)及主轴(2)均穿过所述前端盖(11)，所述前轴承(6)的外侧抵在前端盖(11)的内侧。
6.根据权利要求5所述的机床主轴模块，其特征在于：所述调整螺母(9)的外侧具有盖帽(9-1)，所述盖帽(9-1)的内侧具有环形凸起，所述前端盖(11)上开设有与环形凸起相匹配的环形凹槽(11-1)，所述环形凸起位于环形凹槽(11-1)内，所述调整螺母(9)的外周面上开设若干迷宫槽(9-2)。
7.根据权利要求1所述的机床主轴模块，其特征在于：所述主轴(2)上固定有防尘盖(12)，所述前端盖(11)的外侧端面位于防尘盖(12)内。
8.根据权利要求4所述的机床主轴模块，其特征在于：所述主轴(2)的前端具有一前端大后端小的锥形段(2-1)，所述前轴承(6)套设在锥形段(2-1)上。
9.根据权利要求4所述的机床主轴模块，其特征在于：所述前轴承(6)为双列圆柱滚子轴承。
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